[0001] 本发明涉及模拟装置技术领域，具体涉及一种滚筒、气溶胶演化模拟装置及气溶胶演化模拟方法。

[0002] 气溶胶是一种悬浮在气体介质中的固态或液态颗粒所组成的气态分散系统，从流体力学角度，气溶胶实质上是气态为连续相，固、液态为分散相的多相流体。

[0003] 病毒气溶胶是一种常见的气溶胶，为了研究病毒气溶胶在大气中的演化，相关企事业单位研发了气溶胶演化模拟装置，但相关气溶胶演化模拟装置的灭菌性能和清洁性能差，不便于在无菌环境下进行气溶胶演化模拟实验，同时，相关气溶胶演化模拟装置的转动性能较差，易导致气溶胶的混匀性差。

[0056] 为进一步了解本发明的内容，结合附图及实施例对本发明作详细描述。

[0057] 下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。本发明中所述的第一、第二等词语，是为了描述本发明的技术方案方便而设置，并没有特定的限定作用，均为泛指，对本发明的技术方案不构成限定作用。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。同一实施例中的多个技术方案，以及不同实施例的多个技术方案之间，可进行排列组合形成新的不存在矛盾或冲突的技术方案，均在本发明要求保护的范围内。

[0058] 实施例1

[0059] 结合附图1‑4，本实施例提供了一种滚筒，包括：

[0060] 筒体13；

[0061] 可拆卸连接于筒体13的一端的第一端盖11；

[0062] 连接于筒体13的另一端的第二端盖12；

[0063] 与第一端盖11可拆卸连接的密封盖14；

[0064] 设于第一端盖11上的若干入口111；

[0065] 设于第二端盖12上的若干出口121，若干出口121和若干入口111均连通；

[0066] 驱动器15，驱动器15的输出轴和第二端盖12通过减速器连接。

[0067] 具体的，筒体13用于承载第一端盖11和第二端盖12，由于第一端盖11和筒体13的一端可拆卸连接，便于在气溶胶演化模拟实验之前，通过先拆卸第一端盖11，清洗筒体13的内部，再采用酒精喷涂和紫外灯照射等方式对筒体13的内部进行彻底清洁，消除实验残留痕迹，灭活筒体13内所有微生物，保证灭菌性能好，从而便于增加气溶胶演化模拟实验的准确性；由于密封盖14和第一端盖11可拆卸连接，便于在气溶胶演化模拟实验间隙，通过先拆卸密封盖14，再采用酒精喷涂和紫外灯照射等方式对筒体13的内部进行处理，去除实验残留病毒，进一步保证后续实验的准确性；同时，灭活前次实验筒体13内残留的微生物后，还通过真空泵6抽吸经过滤器过滤的清洁气体来去除筒体13内已灭活的微生物，让筒体13完全清洁，保证清洁性能好；若干入口111便于通入气溶胶、湿空气等，若干出口121便于输出气溶胶，若干入口111和若干出口121均优选采用1/4NPT螺纹口，可适应螺纹口转换，供不同尺寸管的连接；驱动器15的输出轴用于带动第二端盖12转动，从而带动筒体13转动，便于混匀筒体13内部的气溶胶，驱动器15优选为正反转电机；减速器用于减速并增加驱动器15的输出轴的输出扭矩，从而便于使得第二端盖12、筒体13等的转动性能好，进而便于使得气溶胶的混匀性好。

[0068] 进一步的，如图1‑2，还包括安装架16，第一端盖11和第二端盖12均与安装架16转动连接，驱动器15和安装架16可拆卸固定连接。

[0069] 具体的，安装架16用于对第一端盖11、第二端盖12以及驱动器15等产生承载作用。

[0070] 进一步的，如图1‑2，还包括：

[0071] 第一密封环171，第一密封环171的一端和安装架16的一端可拆卸固定连接，第一密封环171的另一端转动套接于第一端盖11内；

[0072] 第二密封环172，第二密封环172的一端转动套接于第二端盖12内，第二密封环172的另一端和安装架16的另一端可拆卸固定连接；

[0073] 其中，若干入口111均设于第一密封环171上，若干出口121均设于第二密封环172上。

[0074] 具体的，第一密封环171和第二密封环172均用于密封。

[0075] 进一步的，如图2，还包括：

[0076] 与第二端盖12连接的第一带轮181；

[0077] 与减速器的输出轴连接的第二带轮182；

[0078] 与第一带轮181和第二带轮182均配合的带体。

[0079] 具体的，第一带轮181、第二带轮182以及带体便于使得驱动器15的输出轴和第二端盖12实现带传动。

[0080] 进一步的，如图3，还包括温湿度传感器，温湿度传感器的检测端位于筒体13内部。

[0081] 具体的，温湿度传感器便于实时检测筒体13内部的温湿度，其中，温湿度传感器的检测端具体通过开设在第二密封环172上的通孔1721伸入筒体13内部。

[0082] 进一步的，如图2，还包括：

[0083] 显示器；

[0084] 与驱动器15、温湿度传感器以及显示器均电连接的控制器。

[0085] 具体的，控制器用于控制驱动器15、温湿度传感器以及显示器的各种参数；显示器用于显示驱动器15的转速、温湿度传感器的实时温湿度值等。

[0086] 本实施例还提供了一种气溶胶演化模拟装置，包括本实施例中的一种滚筒，还包括：

[0087] 与一个入口111连通的气溶胶供应组件2；

[0088] 与一个入口111连通的湿空气供应组件3；

[0089] 高低温箱4，滚筒1位于高低温箱4内；

[0090] 与一个出口121依次连通的采样器5、流量计8以及真空泵6；

[0091] 与一个入口111连通的空气供应组件7。

[0092] 具体的，气溶胶供应组件2用于向筒体13内供应病毒气溶胶、荧光微球气溶胶等气溶胶；湿空气供应组件3用于向筒体13内供应湿空气，便于在不同湿度下进行气溶胶演化模拟实验；高低温箱4用于控制滚筒1的温度，便于在不同温度下进行气溶胶演化模拟实验；真空泵6便于将筒体13内的气溶胶抽吸入采样器5内，从而便于采样器5收集气溶胶，其中，采样器5可以为Bio Sampler微生物气溶胶采样器；空气供应组件7便于采样器5在收集气溶胶时，保证滚筒1两端的气压平衡；流量计8用于实时检测气溶胶的流量。

[0093] 进一步的，如图4，还包括与一个出口121连通的粒径检测仪9。

[0094] 具体的，粒径检测仪9用于检测气溶胶的中值粒径等。

[0095] 本实施例还提供了一种气溶胶演化模拟方法，采用本实施例中的一种气溶胶演化模拟装置，适用于荧光微球气溶胶(预实验)，包括：

[0096] 同步开启气溶胶供应组件2、真空泵6以及驱动器15(若有分流，还需同步开启空气供应组件7)；

[0097] 在第一预设时间后，同步关闭气溶胶供应组件2和真空泵6(若有分流，还需同步关闭空气供应组件7)，并使得驱动器15继续工作第二预设时间，使得荧光微球气溶胶在筒体13内部老化第二预设时间；

[0098] 同步开启真空泵6和空气供应组件7，使得采样器5收集荧光微球气溶胶第三预设时间；

[0099] 通过使用酶标仪测定气溶胶供应组件2和采样器5中的荧光强度计算回收率，计算公式如下：

[0100]

[0101] 式中，收集液荧光指采样器5中的收集液的荧光值，基底荧光指酶标仪的检测孔的原始荧光值，收集液体积指采样器5中的收集液的体积，检测体积是酶标仪的每个检测孔的检测体积(具体为200微升)，雾化后荧光指气溶胶供应组件2的气溶胶荧光值，雾化体积指气溶胶供应组件2的气溶胶体积。

[0102] 具体的，气溶胶供应组件2具体可以为振动网雾化器，即把纯水稀释的荧光微球溶液置于振动网雾化器中，振动网雾化器将荧光微球溶液雾化成荧光微球气溶胶；真空泵6便于使得气溶胶供应组件2内的荧光微球气溶胶进入筒体13内；第一预设时间，即雾化时间；第二预设时间，即老化时间，老化相当于将荧光微球气溶胶在筒体13内封闭转动，便于增加荧光微球气溶胶在筒体13内的停留时间；第三预设时间，即采样时间；在采样时同步开启真空泵6和空气供应组件7，便于使得筒体13两端的气压保持平衡；若有分流，需要在雾化时开启空气供应组件7，便于平衡筒体13两端的气压，防止筒体13内底部产生积水，不管有无分流，均需要在收集时开启空气供应组件7，防止筒体13内部被抽真空；若采样器5为Bio Sampler微生物气溶胶采样器，在收集时需要采用锡纸包裹采样器5，便于减少室内灯光对荧光微球气溶胶产生影响。

[0103] 实验结果如下(回收率结果需乘以100％)：

[0104] 实验组1：雾化时间5min，雾化结束后直接收集，收集时间25min，转速0rpm，不同流量及分流结果，如表1所示。

[0105] 表1

[0106]雾化时流量(L/min) 是否有分流(+/‑) 回收率
6 ‑ 2.21％
3 ‑ 3.27％
2 ‑ 5.23％
2 + 7.28％

[0107] 实验组2：雾化结束后直接收集，雾化时流量3L/min，无分流，收集时间25min，转速0rpm，不同雾化时间结果，如表2所示。

[0108] 表2

[0109]雾化时间(min) 回收率
5 3.27％
10 1.86％

[0110] 实验组3：雾化时间5min，结束后直接收集，雾化时流量2L/min，有分流，转速0rpm，不同收集时间结果，如表3所示。

[0111] 表3

[0112]收集时间(min) 回收率
15 5.50％
25 7.28％

[0113] 实验组4：雾化时间5min，雾化时流量2L/min，有分流，老化时间30min，收集时间25min，不同转速结果，如表4所示，通过调节转速发现不同转速下回收率有差异，且与筒体
13不转动相比回收率提升，因此筒体13对于荧光微球气溶胶具有滞留作用。

[0114] 表4

[0115]转速(rpm) 回收率
0 2.35％
1 4.92％
3 5.57％
5 3.92％

[0116] 实验组5：相同条件下老化和不老化对比，如表5所示，说明相同条件下老化后，荧光微球气溶胶会在筒体13内发生沉降。

[0117] 表5

[0118] 转速(rpm) 是否老化(+/‑) 回收率3 + 5.57％
3 ‑ 8.03％
5 + 3.92％
5 ‑ 5.53％

[0119] 实施例2

[0120] 结合附图1‑4，本实施例提供了一种气溶胶演化模拟方法，采用如实施例1中的一种气溶胶演化模拟装置，适用于病毒气溶胶(正式实验)，包括：

[0121] 对筒体13内部进行灭菌和清洁；

[0122] 同步开启气溶胶供应组件2、真空泵6以及驱动器15；

[0123] 在第一预设时间后，同步关闭气溶胶供应组件2和真空泵6，并使得驱动器15继续工作第二预设时间，使得病毒气溶胶在筒体13内部老化第二预设时间；

[0124] 对于对照组而言，直接同步开启真空泵6和空气供应组件7，使得采样器5收集病毒气溶胶第三预设时间；

[0125] 对于实验组而言，通过湿空气供应组件3和高低温箱4，使得病毒气溶胶在不同温湿度条件下，在筒体13内部老化第二预设时间，再同步开启真空泵6和空气供应组件7，使得采样器5收集病毒气溶胶第三预设时间；

[0126] 检测采样器5中的存活的病毒气溶胶的数量和所有的病毒气溶胶的数量，从而得出病毒气溶胶的存活率。

[0127] 具体的，可通过酒精喷涂和紫外灯照射等方式对筒体13内部彻底清洁，消除实验残留痕迹，灭活筒体13内所有微生物，保证灭菌性能好，从而便于增加气溶胶演化模拟实验的准确性；灭活前次实验筒体13内残留的微生物后，还通过真空泵6抽吸经过滤器过滤的清洁气体来去除筒体13内已灭活的微生物，让筒体13完全清洁；气溶胶供应组件2具体可以为振动网雾化器，即把病毒悬液置于振动网雾化器中，振动网雾化器将病毒悬液雾化成病毒气溶胶；真空泵6便于使得气溶胶供应组件2内的病毒气溶胶进入筒体13内，雾化时病毒气溶胶的流量优选为2L/min；第一预设时间，即雾化时间，优选为5min；第二预设时间，即老化时间，优选为30min，老化相当于将病毒气溶胶在筒体13内封闭转动30min，便于增加病毒气溶胶在筒体13内的停留时间，从而便于体现不同温湿度对病毒气溶胶产生的影响；雾化时和老化时，驱动器15的输出轴的转速均优选为3rpm；第三预设时间，即采样时间，若采样器5为Bio Sampler微生物气溶胶采样器，采样时间优选为25min，且采样时病毒气溶胶的流量优选为12.5L/min；在采样时同步开启真空泵6和空气供应组件7，便于使得筒体13两端的气压保持平衡；采样器5中的存活的病毒气溶胶的数量优选采用TCID50(半数组织培养感染剂量)检测，采样器5中的所有的病毒气溶胶的数量优选采用qPCR(实时荧光定量PCR)检测。

[0128] 以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。